在地質學與化學的路上,追憶司幼東先生

2021-01-19 中科院地質地球所

在地質學與化學的路上,追憶司幼東先生

無論是近日火熱的美劇 Chernobyl(《車諾比》),抑或是國防事業中的關鍵角色稀土礦,引人入勝的都是那暗藏的——稀有元素。但有多少人知道,51年前的1968年6月16日,照亮中國稀有元素研究事業的那顆明星愴然殞滅,他就是司幼東先生——中國著名稀有元素地球化學家。

▲稀土

時光倒回至五十年代的舊中國,稀土礦物學研究者鳳毛麟角。除了何作霖、郭承基,偌大的中國只有寥寥幾人從事稀有礦物研究,司幼東先生便是其中的一位。

司幼東先生

1920年9月15日,司幼東生於河北省灤縣。初中剛畢業時,司幼東先生的父親因病去世。那時,家中最小的弟弟剛滿周歲,上面還有60多歲的祖母,實為悽楚。但少年司幼東好學上進,最終考上了北京大學地質系。在他的帶動下,弟妹們也都一個個都考上了大學。

▲1949年,登泰山中天門,右起:司幼東、何作霖、張保民、赫祥安

▲圖為國立山東大學地礦系師生在野外實習時合影留念,後排右一便是司幼東先生(左三何作霖、右二張保民)

1947年前後,司幼東先生在山東大學任教,時任助教的關廣嶽回憶說:「我們倆碰到一起,談話多集中在地球化學方面。那時國內的大學地質系還沒有開設地球化學課程,也沒有什麼參考書。我們天南海北地議論著地球化學的研究領域和發展方向等等,雖然不著邊際,但卻取得一個共識,就是化學學科對地質礦物學的發展將起著決定性的作用。這期間,先生還寫了一篇供校內交流的文章 《地質化學未來發展之我見》(1951)」。

▲1950年,司幼東(左)與關廣嶽合影

夫人蔡良婉深情追憶當年歲月:「在青島,我還記得我們漫步在海灘時,你拾了一把海砂,僅十分鐘它就成為你鍾愛的東西了。回到系裡,你開展了振蕩分離,在十分簡易的條件下,竟篩出你所希望獲得的稀有元素。當時的論文登在 《山東大學學報》時,有人曾認為刊登是不合適的,而我卻覺得從方法學上試一下是值得的。這就是我們的相愛時期。」

我國稀有元素成礦實驗和分析測試的開拓者

1951年,司幼東先生赴蘇留學。在蘇期間,先生如魚得水,博覽群書,打下了深厚的地球化學基礎,他本是地質專業出身,但自學了不少化學與物理化學的書籍,對絡合物地球化學有相當深的造詣。他把絡合物化學原理引進地學,研究元素的遷移形式等,這在當時乃至現在仍然是先進的結合。

▲司幼東先生發表的關於稀有元素絡合物的文章

▲司幼東先生發表的《關於蘇聯應用染色法、著色法及印象法辨識礦物的介紹》

司幼東先生深知實驗和分析測試工作對地球化學研究非常重要。回國後,他被分配到中國科學院地質研究所礦物室。他親自指導建立揮發分與成礦作用實驗室、副礦物實驗室,配合塗光熾組建絡合物與稀有元素成礦作用實驗室,並為紅外光譜、螢光光譜、順磁共振和直讀光譜等實驗室的組建幫助培養了一批人才,為發展我國稀有元素地球化學奠定了基礎。

1964年司幼東在《科學通報》上發表了《絡合物在地球化學中的作用》文章,從理論和實踐上闡述了絡合物在地球化學和元素成礦作用中的意義、機制和研究方法。1966年搬遷到貴陽後,他積極籌建絡合物實驗組。「文化大革命」終斷了司幼東的科研生涯。王玉榮研究員回憶說:「司先生被關進『牛棚』後,仍不忘基礎研究,每次在路上遇見時都鼓勵我們要堅持基礎實驗研究,並把一包分離好的稀土元素試劑交給了我,叮囑要做下去。經過1964~1984年20年的努力,我們終於找到了絡合物水解和溫度的關係、酸鹼組分分離與礦化關係的實驗依據。這些工作都離不開司先生早年提出的理論。」

揭開白雲鄂博稀土礦的那一面,不再僅僅是鐵礦

▲白雲鄂博稀土礦

1956~1958年,正當我國第一個五年計劃時期,國家開始大規模建設包頭鋼鐵基地。先生數次赴內蒙古白雲鄂博礦山進行野外工作。1957年,在先生的積極努力下,中蘇科學院籤訂了成立白雲鄂博合作地質隊的協議。1959年,司幼東先生主持編寫了白雲鄂博礦床作為中國十大稀有元素基地之一的研究評價報告,這是白雲鄂博礦床地球化學第一份系統的綜合研究報告,也是後來進一步勘探白雲鄂博礦床的一份重要科學資料。司幼東先生是世界最大的稀土資源基地———白雲鄂博礦床綜合研究的先驅之一。

▲稀有元素分選

發現華南的稀有金屬花崗巖

50年代中期,國外發現了好幾種稀有金屬花崗巖,而當時我國鈮鉭資源緊缺,急需探尋稀有金屬花崗巖。1957年他和他的研究生率先開展了粵東地區鈉長石化含鈹花崗巖的研究。1961年又與他的助手在蘇州鈉長石化花崗巖中鑑定出原生鈮鐵礦物。1962~1964年,司幼東及其助手們對蘇州花崗巖進行多次野外調查及室內研究,1965年出版了相應研究報告 《江蘇蘇州花崗巖型鈳鐵礦礦床物質成分及稀有元素地球化學特徵》。1963~1964年,司幼東及由他指導的科研團隊,用新穎的成礦理論和找礦標誌, 幫助廣東地質隊找到稀有元素礦床。

▲司幼東先生考察粵東地區期間發表的文章

基層礦山、地質隊員眼中的司幼東先生:

原廣東719隊高級工程師王篤昭回憶說:「司先生在工作中從不考慮本單位的名利得失,總是先將各項測試分析的數據和試驗成果提供給野外隊,野外隊亦將野外地質觀察礦究工作結果,以及季度地質報告等及時提供給司先生及其領導的研究室,從而促進了野外隊、科研單位達成共贏。在博羅地區含鈮鐵礦花崗巖各礦床的普查、勘探中,來考察和進行不同專題研究的地質研究院(所)、高等院校為數不少。但地質隊合作的最有成效、最受歡迎的就是司先生和他所領導的中科院地質所二室。」

▲稀有元素礦

架起中國的稀有元素地球化學教育事業

50年代早中期,中國稀有元素地球化學學科幾乎還處於空白狀態,1955年司幼東先生的《中國東北海城偉晶巖地球化學研究》副博士論文,是中國首篇有關稀有元素地球化學的研究生論文。回國後,他便全身心地投入建設祖國、發展祖國科學事業中。

▲1958年,(右二)司幼東先生等在北京接待蘇聯專家

陳光遠(左1)、池際尚(左2)、何作霖(左4)、李璞(右1)

1958年,司幼東先生參與組建了在中國科學技術大學設立的中國第一個地球化學系,並首先在大學開設稀有元素地球化學課程。為了發展地球化學,平易近人的先生對青年一代熱情關懷,耐心指導,嚴格要求,循循善誘,培養了一批高水平的研究生及青年科學工作者,是青年們的良師益友,深受大家尊敬。

同學們對恩師司幼東的回憶:

「我是1958年入學的中國科技大學的學生,當時學校剛成立,司先生教授稀有元素地球化學。先生講課很生動,揮灑自如、風度翩翩。Li、Be、Nb、Ta……一個個稀有元素在地殼中如何運移、富集,就像一幅幅動圖深深地吸引著我們。做畢業論文時,司先生又為我們指定了導師和選題。畢業分配時(1962年),是司先生把我們好幾位同學留在地質所, 而且讓我們都去籌建實驗室……總之,對科大地化系畢業生的培養,司先生傾注了大量的心血。」翁克難研究員回憶當時的情景說。

▲巖石化學檢驗分析

▲地球化學元素分析

先生的學術著作:

1.司幼東,1945. 北平玉泉山地層層序及巖石(北京大學地質系,校內交流稿).

2.司幼東,1950. 青島海濱砂礦的地質來源、礦物組成及工業意義. 山東大學校刊.

3.司幼東,1951. 地質化學未來發展之我見(校內交流稿).

4.司幼東,1951. 華北稀有元素礦物資源在地球化學上分布的概念. 地質論評,16(1):37-46.

5.司幼東,1951. 浙江普陀山朱家尖產條紋長石的成因. 地質論評,16(3 -6):98 -101.

6.司幼東,1955. 中國東北海城偉晶巖地球化學研究(蘇聯副博士論文).

7.司幼東,1959. 某地花崗偉晶巖類的礦物———地球化學調查研究工作//稀有、分散與放射性元素礦床論文集(第一集). 北京:科學出版社:37 -38.

8.司幼東,1959. 稀有元素新類型礦床———含鈹花崗巖的發現. 科學通報,(6):207.

9.司幼東,洪文興等,1959. 內蒙古白雲鄂博鐵氟稀土和稀有元素礦床研究總結報告. (內部資料);

10.司幼東,1960. 地球化學研究工作的展望. 科學通報,(1):10;

11.司幼東,黃舜華,1963. 關於鈹礦化交代作用的選擇性問題. 地質科學,(1):1 -10;

12.司幼東,黃舜華,1963. 鈹礦化交代作用的地球化學實驗研究. 地質科學,(4):169 -176;

13.司幼東,王中剛,袁忠信等,1963. 中國鋰鈹礦物礦床及地球化學. 北京:中華人民共和國科學技術委員會;

14.司幼東等,1964. 在我國東南沿海一帶花崗巖中尋找鈳鐵礦床的重要意義(內部匯報及交流稿).

15.司幼東等,1964. 鈹礦化氣成熱液交代作用機制問題//中國地質學會編. 第一屆礦物、巖石、地球化學專業學 術會議論文選集 (地球化學部分),北京:中國地質學會:65 -67.

16.司幼東,1964. 鈹元素礦化交代作用的模擬實驗研究//中國地質學會編. 第一屆礦物、巖石、地球化學專業學術會議論文選集 (地球化學部分),北京:中國地質學會:87 -88.

17.司幼東,洪文興等,1965. 江蘇蘇州花崗巖型鈳鐵礦礦床物質成分及稀有元素地球化學特徵. 北京:中華人民共 和國科學技術委員會,(內部資料).

18.司幼東,洪文興,吳六汀等,1965. 蝕變天河石花崗巖中燒綠石的產出特徵. 地質科學,(2):133 -136.

19.司幼東,肖仲洋等,1965. 廣東博羅增城臺山一帶花崗巖類型鈳鐵礦礦床地球化學研究總結報告(內部資料).

20.司幼東,1966. 稀有元素絡合物在成礦作用中的相關機理問題. 地質科學,(1):1 -21.

參考

[1] 劉義茂,20世紀中國知名科學家學術成就概覽·地學卷·地質學分冊 (二)

[2] 「司幼東先生誕辰七十七周年紀念會籌備組」主編,1997,司幼東先生誕辰七十七周年紀念文集

圖片來自 必應

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